电化学砂带光整工艺在曲轴抛光加工中应用.docVIP

电化学砂带光整工艺在曲轴抛光加工中应用 　　摘要：电化学光整加工是机械加工中一种重要的方法。文章利用电化学砂带光整加工技术，设置抛光加工曲轴的主要工艺参数，对加工设备进行选择，设计了一套电化学复合光整加工试验方案，并对实验结果进行了说明，结果表明该加工方案可以降低曲轴的表面粗糙度，达到一定加工精度的要求。 　　关键词：光整加工；电化学砂带；表面粗糙度；机械加工；砂带装置 　　中图分类号：TG662 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）27-0043-03 　　1 电化学砂带光整加工的基本思想 　　在机械加工中旨在提高零件表面质量为目的各种加工方法、加工技术，称为表面光整加工技术，简称光整加工技术。电化学砂带光整加工是以电化学阳极溶解原理为基础，去除规律遵循法拉第电解定律，再配合砂带的机械磨削作用，两者结合达到对金属工件光整加工的目的。在电化学砂带光整加工工艺中，影响最终加工结果的工艺参数很多，各种加工参数的优选则是达到良好加工结果的重要途径。而在电化学砂带光整加工过程中，工艺参数对加工结果的影响并不是独立的，彼此之间也相互关联，因此，单因素实验不能完全准确地反映各个因素对加工结果的影响，必须将影响电化学砂带光整加工的各种因素，包括电解液成分、浓度及温度、电流密度、加工间隙、零件原始表面粗糙度、加工时间、砂带型号、砂带速度、砂带和工件接触压力等，进行整合试验，找到一种生产中切实可行的电化学砂带光整加工工艺。 　　2 电化学砂带光整加工主要设备选择 　　2.1 机床的选择 　　在曲轴电化学砂带光整加工中，机床主要起到如下作用：提供不同的回转速度；保证工件在光整加工中处于稳定的工作状态；便于操作。 　　基于以上要求，我们选择了由大连机床集团有限公司生产的CDL6136高速卧式车床，可提供12级主轴转速，分别为32、62、140、160、230、270、320、450、720、1000、1400、2000（rpm）。 　　2.2 电源的选择 　　在光整加工系统中，除了机床设备外，电源也是一个关键设备，它的规格决定了电化学光整加工的效果和加工效率。所以根据曲轴的尺寸和预期的加工效率选用了SMD-300D??数控脉冲电镀电源，其具体参数为：输出波形为方波，输出频率5～5000Hz，占空比为0%～100%，最大输出峰值电流300A，平均电流100A，输入电压220V。 　　2.3 砂带装置的选择 　　在电化学光整加工系统中，砂带本身的特点和工作方式与曲轴的光整加工质量存在直接的联系。砂带不仅在磨削过程中要对曲轴施加合适的压力，还要保证砂带在金属表面均匀地移动，只有这样才能获得理想的加工表面。 　　砂带机的结构：如图1所示，针对本试验的特点，需要调节砂带的张紧程度和砂带与曲轴之间的相对位置，所以砂带装置主要由六部分组成，包括机架、气动马达、张紧机构、主动轮、从动轮、导向轮。张紧机构由压缩弹簧和定位套筒构成，主要调节砂带的张紧力。气动马达可以以3000～10000转/分的转速向砂带提供动力。主动轮与气动马达相连，驱动从动轮和导向轮正常工作。这套装置完全可以满足试验的磨削需要。 　　砂带型号的选择：不同的加工工件材质、不同的加工工件形状所选用的砂带型号是不一样的，砂带型号的选择主要从基体的材质、磨料的材质、粘结剂的种类和砂带接头方式等4个方面来选择。在本试验中采用的是布基、氧化物堆积磨料、粘接接头的优质砂带。 　　砂带粒度的选择：只有选择合适的砂带粒度，才能保证加工工件的表面质量和提高砂带的使用寿命。若选用的砂带粒度号过小，加工效率降低，光整加工时间较长。若选用的砂带粒度号过大，就不能保证加工工件的表面质量，使表面粗糙恶化，而且砂带在使用时易折皱和断裂，使砂带的使用寿命降低，影响加工效果。在本试验中采用的是粒度为1200的砂带。 　　2.4 电极结构的选择 　　如图2所示的电极结构。这种电极结构能够保证光整加工区电解液流场均匀，并形成合适的背压区域，使电解液在加工过程中供应充分，保证及时带走电化学反应所产生的热量。而且电极前端有加工精度较高的弧形面，能够与曲轴抛光部位紧密贴合，从而实现对极间间隙进行方便调整的目的，极间间隙调整精度较高，能够达到0.01mm，完全可以 满足极间间隙允许的精度要求。图2所示的电极也完全能够满足曲轴电化学光整加工的工艺要求。 　　3 电化学砂带光整加工的主要工艺参数 　　如表1给出了电化学砂带光整加工的主要工艺参数。其中电流密度和工件旋转速度对抛光质量的关系要严格控制。 　　4 电化学砂带光整加工的试验方案和结果 　　4.1 表面粗糙度检测位置说明 　　在本试验中，试验件采用的是材质为45钢的压缩机曲轴，主要抛光与上支撑配合的滑动轴承部，本文对抛光前后的表面粗糙度进行了对比。抛光前后检测位置完全